用于定位医学设备的装置和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于定位医学设备的装置和方法。在本发明的装置和所属方法中，移动式C型臂能够借助定位单元在预先确定的方向上进行定位。
【专利说明】用于定位医学设备的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于定位设备单元、特别是用于定位移动式C型臂的装置和方法。
【背景技术】
[0002]设备单元、特别是例如移动式C型臂的医学设备为了 X射线图像拍摄被手动推至或移至确定位置，例如在手术台或患者卧榻处。在一连串X射线拍摄或单个的X射线拍摄之后，将移动式C型臂从使用位置移动到治疗室内部的或与治疗室邻近地点的停放位置。在治疗期间或在介入之后，为了 X射线拍摄而将移动式C型臂推至它的使用位置，以便能够登记或评定治疗进展或手术进程，或者以便找到外科问题的解决方案。C型臂的反复使用带来了以下的问题，即一次占用过的位置和方向只能由操作人员凭直观地再次移近。对于全貌图的各个X射线拍摄而连续定位C型臂，操作人员需要为移动式C型臂的每次定位花费更多的时间。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，构造一种设备单元，使得借助该设备单元能够定位医学设备。
[0004]按照本发明的用于定位医学设备的装置和所属方法具有定位单元，该定位单元具有至少一个包含第一关节臂和第一关节的可控片段，其中，该定位单元可以与医学设备连接，并且该医学设备能够定位于可确定的位置。
[0005]本发明带来的优点在于，一方面保持了 C型臂的可移动性，另一方面能够由机器控制地实施移动式C型臂的可重复的定位。
[0006]本发明带来的优点在于，`医学设备能够定位在空间内可预先确定的位置。
[0007]本发明带来的优点在于，移动式C型臂单元能够平行于手术台或患者卧榻移动。
[0008]本发明除了带来C型臂能够应用于多个使用位置这个优点外，还附加带来的优点在于，利用可控的定位单元能够将C型臂定位于可预先确定的位置。
[0009]本发明带来的优点在于，定位单元的坐标数据也被用于建立全貌图。
[0010]本发明带来的优点在于，通过将移动式C型臂的轨道旋转和同时连续的纵向移动组合，能够建立对长形的对象的扩展3D拍摄。
[0011]本发明带来的优点在于，发电机单元能够从移动式C型臂的C型臂中取出，并且由此更灵活地使用C型臂。
[0012]本发明带来的优点在于，定位单元的控制单元配合C型臂的控制系统能够实现C型臂精确并优化的定位。
[0013]本发明带来的优点在于，C型臂的自由度、定位单元的自由度和容纳患者的卧榻单元的自由度是可选择的，并且它们可以相互协调并相互补充。
[0014]本发明带来的优点在于，移动式C型臂的轮子的方向能够与定位单元的方向耦合。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]以下借助在附图中示出的实施例更详细地解释本发明的内容。其中:
[0016]图1示出了根据本发明的用于定位设备单元的装置的一个实施方式。
【具体实施方式】
[0017]对于所述装置和所属方法可以连接具有定位单元的移动式C型臂，其中该定位单元能够按照可预先确定的方向来定位C型臂。
[0018]借助附图示出了设备方案以及该方案的各个部件。各个部件是定位单元RA、医学设备(例如移动式C型臂C)以及另外的医学设备(例如卧榻单元L)。第一控制单元SRA与定位单元RA、第二控制单元SC与移动式C型臂C以及第三控制单元SL与卧榻单元L相关联。借助第一控制单元SRA、第二控制单元SC和第三控制单元SL可以对定位单元RA、移动式C型臂C和卧榻单元L的各个部件进行单独定位，或者例如借助与定位单元RA关联的联网计算机(Verbundrechners) VR对其进行组合定位。
[0019]定位单元RA具有包含至少一个第一关节臂GLAl和至少一个第一关节GLl的可控片段。可控片段通过第一和第二连接元件El、E2封闭。所示附图具有第一和第二关节臂GLA1、GLA2。第一关节臂 GLAl通过第二关节GL2与第二关节臂GLA2连接。第一和第二关节臂GLAl、GLA2可以设计成伸缩式的。第一关节臂GLAl借助第一关节GLl与第一连接元件El连接，并且第二关节臂GLA2借助第三关节GL3与第二连接元件E2连接。第一关节GL1、第二关节GL2和第三关节GL3分别具有至少一个自由度。第一连接元件El借助其自由端部例如可以与治疗室内的静止或灵活的元件连接。第一连接元件El可以可拆卸地固定在设置的锚固点，例如固定在治疗室的地面区域B。第一连接元件El同样可以固定在轨道元件上，该轨道元件例如集成在手术室或治疗室的地面内。为定位单元RA的第一连接元件El的自由端部而设置在地面区域、墙壁区域或天花板区域的固定位置可以例如利用吸入元件构造。借助该吸入元件可以将定位元件RA的第一连接元件El安置或定位于治疗室或手术室的任意位置。第二连接单元E2借助其自由端部通过所限定的接口可以与移动式C型臂C的底座CH可拆卸地连接。通过例如电磁传感器或光学传感器可以确定连接元件El、E2以及关节臂GLA1、GLA2的位置坐标和第一关节GLl、第二关节GL2和第三关节GL3的姿势，并且将其用于移动式C型臂C的定向或方向。因此可以例如利用RFID技术确定或传输位置坐标的各个坐标。
[0020]借助为定位单元RA设置的第一控制单元SRA，能够单独控制第一关节GLl、第二关节GL2和第三关节GL3以及第一和第二关节臂GLA1、GLA2。这样设计第一关节GL1、第二关节GL2和第三关节GL3，使得既可以实现定位单元RA的伸缩运动，也可以实现定位单元RA的旋转运动。为了提高围绕定位单元RA在地面区域、墙壁区域或天花板区域的锚固点的运动半径，可以利用可伸缩的元件设计第一关节臂GLAl和/或第二关节臂GLA2。
[0021]通过联网计算机VR连接定位单元RA的第一控制装置SRA、移动式C型臂C的第二控制单元SC以及卧榻单元L的第三控制单元SL。借助该联网计算机VR能够控制并定位定位单元RA、C型臂C以及卧榻单元L的各个部件，从而使C型臂的由X射线源和探测器组成的拍摄单元在每次X射线拍摄时分别具有相对于待成像对象的最优的位置或方向。借助该联网计算机VR也可以在考虑全部的可控部件的条件下，为一系列的X射线拍摄确定轨迹，并且沿该轨迹移动。因此例如可以通过将C型臂的轨道旋转和/或角度旋转与定位单元RA的第一和第二关节臂GLA1、GLA2的连续的长度变化相结合，建立由大量2D的X射线拍摄组成的3D数据集。借助该联网计算机VR也可以为更好地定位C型臂以及为最优并精确地再定位而集成用户界面功能。因此可以将移动式C型臂的轮子的方向与定位单元的方向耦合。沿患者轴线将各个X射线图像彼此相继排列同样也是可行的。结合定位单元RA的第一控制单元SRA和移动式C型臂的第二控制单元SC，通过联网计算机VR可以有效连接卧榻单元L的第三控制单元SL。除了定位单元RA的自由运动之外，可以例如连续地水平移动和/或竖向移动卧榻。这带来的优点在于，例如可以更快地实施再定位，并且由此可以更快地建立X射线拍摄。如果联网计算机VR例如已知C型臂的位置或者X射线源及探测器单元的位置，则可以执行C型臂的精确再定位，并且可以采集患者的另外的X射线拍摄。 [0022]移动式C型臂的C形臂通过关节与可移动的底座CH连接。利用该关节，可以执行具有X射线源和探测器的C形臂的轨道运动和角度运动以及高度运动、旋转运动和摆动运动。移动式C型臂的底座CH配备有可移动单元FE。该可移动单元FE可以具有手动或机动的滚动元件，必要时具有可利用马达驱动的滚动元件，利用该滚动元件可以将C型臂移动至任意位置。借助联网计算机VR以及其能够控制性地干涉移动式C型臂的第二控制单元SC的可能性，能够确定移动式C型臂C的轮子的定向。至少在底座的一个侧面上安置有用于定位单元RA的第二连接元件E2的对接元件。
[0023]定位单元RA同样可以配备有为C型臂的X射线源和探测器承担电流供应的发电机。这带来的优点在于，能够更轻地构造C型臂，并且因此使C型臂在旋转运动期间变得更稳定。
[0024]定位单元RA可以例如利用其第一连接元件El可拆卸地连接在室内的固定位置上。定位单元RA于是可以从该起始位置开始，例如借助由电子控制单元ES发出的控制信号目标精确地定位移动式C型臂。定位单元RA也可以从静止位置开始，首先与同样位于静止位置的移动式C型臂对接，然后将其从静止位置开始移动至所期望的位置，例如移动至手术台。在另外的应用例中，定位单元RA可以与移动式C型臂连接，并且利用定位单元首先将移动式C型臂推至预先确定的地点，以便然后借助固定在地面区域的定位单元RA有针对性地定位C型臂。
[0025]附图标记列表
[0026]C医学单元/移动式C型臂
[0027]L手术台
[0028]RA定位单元/机器人臂
[0029]CH 底座
[0030]FE可移动单元
[0031]SRA第一控制单元
[0032]SC第二控制单元
[0033]SL第三控制单元
[0034]VR联网计算机[0035]GLl 第一关节[0036]GL2 第二关节
[0037]GL3第三关节
[0038]GLAl第一关节臂
[0039]GLA2第二关节臂
[0040]El第一连接元件
[0041]E2第二连接元件
[0042]K坐标系
[0043]ES电子控制单元
【权利要求】
1.一种用于定位医学设备的装置，其特征在于，设置有定位单元(RA)，所述定位单元具有包含至少一个第一关节臂(GLAl)和第一关节(GLl)的可控片段，并且能够以与医学设备(C)可拆卸地连接的方式定位于可确定的位置，其中，利用所述定位单元(RA)能够将所述医学设备(C)定位于可预先确定的位置。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位单元(RA)的所述可控片段在其第一端部通过第一连接单元(El)能够与所述可确定的位置连接，并且在其第二端部通过第二连接单元(E2)能够与所述医学设备(C)连接。
3.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，具有对应的连接元件的所述第一连接单元(El)能够可拆卸地连接，所述连接元件能够定位于空间的可确定的位置处。
4.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述定位单元(RA)能够自由地定位。
5.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述定位单元(RA)的可控片段在其第一端部具有第一关节(GL1)，并且在其第二端部具有第三关节(GL3)。
6.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述定位单元(RA)具有第一控制单元(SRA)，所述医学设备(C)具有第二控制单元(SC)，另外的医学设备(L)具有第三控制单元(SL)，所述第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元(SRA、SC、SL)通过联网计算机(VR)连接，并且由所述联网计算机为协调的位置变化而发起控制信号。
7.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一关节臂和/或第二关节臂(GLAl、GLA2)能够伸缩式地延长。
8.按照上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述医学设备(C)是移动式C型臂(C)，并且具有可定向的X射线源和关于所述X射线源可定向的探测器单元。
9.一种用于定位医学设备的方法，其特征在于，将能够定位于可确定的位置处的定位单元(RA)与医学设备(C)连接，以便将所述医学设备移动至可预先确定的位置。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，由联网计算机(VR)发起控制信号，用于在与移动式C型臂(C)连接的定位单元(RA)和定位在卧榻单元(L)上的患者之间可协调地进行位置变化。
【文档编号】A61B6/02GK103654817SQ201310424719
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】R.格劳曼 申请人:西门子公司